Способ регулировки длины дуги

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Кл.В 23 К 9/10 В 23 К 9/08 с присоединением заявки Мо -Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088. 8) Дата опубликования описания 10. 04. 80 Ю, Е. Сергеев, В. Н, Чушкин, В. Н. Тефанов и Р. Ш. ХаФизов. изобретения Уфимский авиационный институт имени Орджоникидзе(54) СПОСОБ РВГУЛИРОВАуИя длИНц ду,е опускание уровня итоге может приве арочно к про дальнейшеванны и вжогам,Наиболее близким сущности и достигаем изобретению являетс вания длины дуги по ге, при котором нап сравнивают с эталон напряжений после ус якорь приводного дв койату кулирона дуугесть по техничес ому результ способ рег напряжению яжение на д ым, а разно подают я (2 .ления гател 0 Изобретение относится к сварке и может быть использовано при изготовлении ответственных сварных конструк. ций, в процессе сварки которых необходимо точно поддерживать заданное расстояние между электродом и поверх ностью свариваемого материала.Известен способ регулирования длины дугового промежутка, при котором сигнал, пропорциональный длине дуги, 10 сравнивают с эталонным, а сигнал рассогласования используют для осевого перемещения сварочной головки, об изменении длины дуги судят по изменению тока якоря двигателя подачи присадоч-,5 ной проволоки (1.Недостаток способа состоит втом,что измерение длины дуги осуществля=етСя между электродом и поверхностьюсварочной ванны (расплавленного метал 20 ла) . Это приводит в процессе сваркик усилению колебаний уровня сварочной ванны, вызванных различныМи причинами (изменение тока, зазора и др.),Так при опускании уровня сварочной ванны увеличивается расстояниемежду концом электрода и поверхностьюсварочной ванны, при этом регулятбр,стабилизируя длину дуги, подает элентрод в сварочную ванну, что вызывает 3 Этот способ не позволяет точно поддерживать расстояние между концом электрода и поверхностью свариваемого материала, так как напряжение дуги, которое сравнивают с опорным напряжением, пропорционально от конца электрода до поверхности сварочной ванны. При этом на точности регулирования длины дуги отрицательно сказывается колебание уровня сварочной ванны, что приводит к некачественной сварке.Цель изобретения - повышение точности и стабильности процесса регулирования длины сварочной ванны путем устранения влияния на процесс регулирования колебаний уровня сварочной ванны." Цель достигается тем, что в спосб- бе регулирования длины дуги по напряжению, при котором напряжение на дуге сравнивают с эталонным, напряжение на дуге замеряют в момент образования конуса дуги, который формируют воздействуя на дугу импульсным продольным магнитным полем с длительностью импульса (2-4)10 фс и периодом следо вания импульсов (1-2) 10с.Под действием импульсного продольного магнитного поля сварочная дуга приобретает в момент импульса форму полого конуса, основание котброго лежит за пределами сварочной ванны.Сравнение падения напряжения на дуге с опорным осуществляется в момент образования конуса дуги, Следовательно, данный способ позволяет контролировать расстояние от конца электрода до поверхности снариваемого материала.20Диапазоны длительности импульсов магнитного поля и периода следования импульсов основаны на формировании конуса дуги при действии продольного магнитного поля и минимальногоизме нения технологического режима сварки эа счет образования полого конуса дуги, основание которого находится за пределами сварочной ванны.Длительность импульсов продольного ЗО магнитного поля выбирают из условия устойчивого формирования конуса дуги. Так как образованию конуса дуги под действием продольного магнитного поля предшествует стадия вращения ду- З 5 ги, то верхний предел длительностиимпульса магнитного поля (2 10 с)выбирают с учетом того, что дуга успеет пройти стадию вращения и сформируется устойчивый конус дуги, основание которого лежит, за пределами сва-, 40рочной ванны. Нижний предел (4104) длительности импульсов продольного магнитного поля и период следования (1-2) 10 с) соответственно выбирают с учетом минимального изменения тех нологического режима сварки (т. е. минимальное изменение ширины шва, глу. бины проплавления).Проводят измерения влияния колебания уровня сварочной ванны на процесс 5 р регулирования расстояния конца электрбда до поверхности снариваемого материала. Свариваемый материал Х 18 Н 9 Т, электрод вольфрамовый.Колебания уровня сварочной ваннысоздают эа счет поочередного перехода процесса сварки с охлаждаемой подложки на сварку на носу, Так, при сварке на несу обратная сторона шва формируется свободно, что вызывает опускание сварочной ванны, при переходе 40на охлаждаемую подложку уровень сварочной ванны поднимается, так как охлаждаемая подложка принудительно формирует обратную сторону шва. Для получения сранйительных данных парал- б 5 лельно проводят измерения известногоспособа регулирования длины дуги.Время горения дуги при сварке навесу 2-3 с, при сварке на охлаждаемойподложке 2-3 с.Время действия импульсного продольного магнитного поля 3 10с, периодследования 1,5 10 с,Полученные результаты приведены втаблице.Как видно иэ таблицы, в известномспособе разность напряжений,эамеренных при горении дуги на охлаждаемойподложке и на весу, составляет 0,5 В(так как при горении"дуги на изделиибез подложки - сварка на весу - сварочная ванна опускается, при этом напряжение на дуге возрастает) .Так как напряженность поля в столбе дуги без наложения магнитного полясоставляет порядка 1 В/мм, а разностьнапряжений 0,5 В, то длина дуги увели-.чивается на 0,5 мм, т. е. величину,на которую необходимо опустить электрод для поддержания постоянства длиныдуги.В предлагаемом способе контрольдлины дуги осуществляется в моментналожения импульсного продольного магнИтного поля. Так как сравнение способов осуществляют при одинаковых условиях формирования сварного шва (поочередный переход: сварка на подложке, сварка на весу), то колебаниеуровня сварочной ванны составляет05 мм, Полученная разность напряжения на дуге в момент наложения импульсного продольного магнитного поля16,0-15,7 - 0,3 В. Напряженность поля дуги в момент наложения импульсногомагнитного поля порядка 2-2 В/мм, авеличина, на которую регулятор должен опустить электрод, составляетОЪЬр= 0,14 мм. В предлагаемом способе регулирования дуги колебания уровня сварочной ванны практически не оказывают влияния на процесс регулирования, так как контролирование расстояния происходит от конца электрода до поверхности свариваемого иэделия.Время действия импульсного продольногомагнИтного поля 2 10 " выбирают из условия устойчиного формирования конуса дуги при минимальной длительности импульса, т. е. дальнейшее уменьшение длительности импульсного магнитного поля приводит к неустойчивому Формированию конуса дуги.При небольших скоростях сварки возможно увеличение длительности дей- ствия импульса магнитного поля до 4 ф 10 4 с, но при этом необходимо увеличить нремя следования импульсов до210 2 с, Отношение периода следования длительности продольного магнитного поля выбирают с учетом минимального влияния конуса дуги на техноло-,725836 гические режимы сварки (ток и напря=жение дуги, ширина шва и т. д,) . Способ регулирования длины дуги обеспечивает постоянную и высокую точность поддержания заданного расстояния от конца электрода до поверхзобретен Формула агнитным полем с дл ьса (2-4) 10 4 с пе я импульсов (1-2) х ования длины дугидуге, при которомге сравнивают с этач а ю ш и й с яповышения точностипроцесса регулировавня сварочной ванные замеряют в момента дуги, который форуя на дугу .импульстизеССР Элекшлакое" РСоставитель Г, КвартальноваРедактор Н, Кравцова Техред М.Кузьма . Корректор М о ираж 1160 Подписи каз 834/ комитета СССи открытий кая наб., д. твенногбретени35, Рауш ИПИ Госудпо деламМосква,1130 ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,Фил Способ регулирпо напряжению нанапряжение на дулонным, о т л итем, что, с цельюи нестабильностиния колебаний урнапряжение на дуобраз ов а ни я конумируют, воздейст ности свариваемого материала, что яв-ляется важным параметром при сваркетонколистовых материалов. Тем самымснижается вероятность прожогов присварке, что позволяет уменьшить коли"чество бракованных из тонколистовыхматериалов. ным продольнымтельностью импулриодор следован3 х 10 с.Источ никпринятые во вним1. АвторскоеР 382488, кл. Вщ2. Патон Б. Етрооборудованиевой сварки. М1966, с. 82-89 и информации,ание при экспесвидетельство23 К 9/10, 197Лебедев В.для дуговой иМашиностроенпрототип) .